Tento týden byl na novinky poměrně bohatý. IBM přišlo s novou metrikou CLOPS pro měření rychlosti kvantových počítačů, světu se ukázal hybridní NISQ-HHL algoritmus, úspěch u Q-Ctrl nebo různé novinky z bezpečnosti.
Kvantové počítače
Výzkumníci z University of Copenhagen představili další pokrok ve spinových qubitech (z kvantových teček), kdy dokázali paralelně ovládat všechny qubity najednou. Dosud se tak dělo po jednom. To může mít velký vliv třeba na konci kvantového obvodu, kdy chcete změřit qubity. Zde pak je velký rozdíl je změřit všechny najednou a nebo postupně. Zvláště pokud těch qubitů máte více.
Pěkné shrnují pojednání o současných nedokonalých (NISQ) kvantových počítačích a potenciální kvantové výhodě najdete na Quantum Computing Report. Vhodné hlavně pro nově příchozí.
Microsoft vydal speciální video o tom, jak si představuje počítačové hry za 20 let. To nezní pro nás extra zajímavě až na poznámku powered by quantum technology. Uvidíme, co přinese kvantová budoucnost. Video je níže.
Z oblasti kyberbezpečnosti v souvislosti s kvantovými počítači se většinou setkáváme buď s kryptoanalytickými schopnostmi budoucích kvantových počítačů (tedy lámání šifrování) nebo s kvantově odolným šifrováním. Avšak v technickém slova smyslu, kvantový počítač je v podstatě fyzikální experiment řízený klasickým počítačem. Rovněž kvantové cloudy, které vám umožní přístup ke kvantovým počítačům na dálku jsou jen klasické cloudy. Takže se můžeme ptát, jak je to s jejich odolností proti klasickým kyberútokům. No, zatím se na toto téma toho moc nenapsalo. Jedno z mála čtení najdete na arXivu.
IBM již před nějakým časem přišlo s metrikou Quantum Volume, která, jednoduše řečeno, změří kvalitu vašich qubitů. Nyní IBM přišlo s další metrikou zvanou CLOPS (Circuit Layer Operations Per Second) která se zase zaměřuje na rychlost kvantového počítače. A to bude zajímavé sledovat. Je známé, že různé typy qubitů jsou různě rychlé. Například supravodivé qubity jsou hodně rychlé a třeba uvězněné ionty docela pomalé. Na druhou stranu uvězněné ionty obecně dosahují vyšší kvality. Celkem lze uvažovat tři atributy, které můžete sledovat, rychlost, kvalita qubitů a právě množství qubitů. Na ten třetí atribut už žádný test nepotřebujete.
Kvantový software a algoritmy
Vědci z japonské Yokohamy v IEEE publikovali článek o možném využití kvantových vyhledávacích algoritmů pro optimalizaci indexove modulace (IM). Indexová modulace je poměrně nový způsob, jak zakódovat informaci do signálu. Čtenáři jistě znají frekvenční (FM) či amplitudovou (AM) modulaci, kde informace je zakódovaná ve změně frekvence nebo amplitudy. IM funguje jinak, kde pomocí vypínání a zapínání signálu v podstatě generujete digitální signál. Tohle je velký skok od soustavného generování signálu a jen jeho modulace. Navíc ono krátké vypnutí i ušetří nějakou tu energii. Pak v kombinaci 5G, v podstatě nulového místa ve frekvenčních pásmech, je obor optimalizace RF signálů docela v kurzu. Zde navíc výzkumníci i teoreticky ukazují, že kvantový algoritmus by měl nabídnout i významnou výhodu oproti klasickým metodám. Článek samotný najdete zde.
Vývojáři z JP Morgan Chase Bank přišli s novým hybridním algoritmem NISQ-HHL. HHL je kvantový algoritmus nabízející exponenciální výhodu a jeho úloha je řešit lineární rovnice. Avšak pro praktické použití HHL potřebujete hodně kvalitních qubitů. Zde je tomu jinak, tato první hybridní formulace HHL dává naději, že tento algoritmus půjde využít už dříve, možná už v blízké budoucnosti na stále ještě nespolehlivých (NISQ) počítačích. Nový algoritmus využívá moderních prvků, jako změření qubitu uprostřed kvantového obvodu a tím jej efektivně používají jako IF podmínku. Obecně se redukuje počet tzv. ancilla qubitů na jeden, méně SWAP operací, potřeba menší konektivity apod. Dohromady to pak udělá svoje. Protože se jedná o banku, přístup demonstrují hlavně na problému optimalizace portfolia (Optimalizace portfolia je o minimalizaci účelové funkce, který lze pomocí Lagrangeových multiplikátorů převést právě na soustavu lineárních rovnic). Článek je na arXiv.
Společnost Q-Ctrl vydala zprávu ohledně svých nejnovějších výsledků. Q-Ctrl se vyvíjí software OPAL, který optimalizuje váš kód za účelem lepší odolnosti vůči chybám – jedná se o kombinaci deterministických optimalizací a umělé inteligence. Nyní Q-Ctrl provedla benchmark na 7-qubitových procesorech od IBM a výsledkem je 25 násobné a větší zlepšení vůči normálnímu přístupu. Svůj benchmark provedli na dvou standardních algoritmech – kvantové Fourierovi transformaci a Bernstein-Vaziranův algoritmus. Avšak místo poslání algoritmu přímo do kvantového počítače jej poslali do své platformy, která nahradila kvantové logické operace těmi svými (v podstatě každá operace je nějaká rotace na Blochovy kouli a je jen na vás, jak ji provedete). Účinnost redukce chyb pak roste s počtem použitých qubitů.
Kvantové sítě a kryptografie
Kvantové počítače jsou ještě zdaleka v plenkách, ale přesto jsou už hrozbou. Kvantový počítač schopný rozlousknout současná šifrování tu budou tak za 10-15 let, možná i více. To ještě je dost času na panikaření. Problém je, pokud pracujete s utajovanými skutečnostmi, které by měly být utajené 20 i více let. Zde již nyní rozvědky si jsou vědomy strategie „harvest now and decrypt later“ tedy posbírej nyní a rozšifruj později. Z tohoto důvodů je žádoucí přejít na kvantově odolné šifrování co nejdříve. A konkrétně v USA k tomuto činí již velmi konkrétní kroky. O této skutečnosti si můžete přečíst zde.
Byznys, investice, granty
Přemýšlíte o tom jít pracovat do kvantového byznysu? Třeba do Spojených Států? Tady najdete přehled průměrných platů v oboru.
Britské National Quantum Computing Centre a společnost Oxford Quantum Circuits podepsali memorandum o spolupráci s cílem posunout britskou kvantovou komunitu blíže ke „quantum readiness“, tedy schopnost používat kvantové počítače a vyvíjet pro něj algoritmy a software.
V Británii vzniklo konsorcium QEC (Quantum Error Correction), které dostalo grant ve výši 7.5 milionů liber. Hlavním koncovým uživatelem výsledků bude Rolls-Royce a součástí jsou jména jako Riverlane, Universal Quantum, Imperial College London nebo University of Sussex. Cílem je pracovat na algoritmech pro návrh lepších turbín do leteckých motorů nebo návrh udržitelnějšího leteckého paliva. Důraz je při tom kladen na část starající se o korekci kvantových chyb.
Spojené státy a Spojené království podepsali dokument o spolupráci v oblasti kvantových technologií. Nová aliance pokračuje v předchozích dohodách. Pro Spojené království jde o dobrou zprávu s ohledem na stav kolem zapojení do projektů Horizon v EU. Tady nakonec UK se bude moci zapojit i do kvantových projektů v rámci Horizon. Avšak toto zapojení nabírá zpoždění neboť ne všichni to chtějí podepsat, doku se nevyřeší pobrexitové otázky hlavně ohledně Severního Irska.
Pěkný rozhovor s investorem Davidem Cowanem, který třeba hodně vydělal na investici do společnosti Twitch, se rozpovídal ohledně jeho pohnutek k investici do Rigetti Computing, které nedávno vstoupilo na burzu najdete na Forbesu.
Napsat komentář
Pro přidávání komentářů se musíte nejdříve přihlásit.